DE3321489A1 - LIQUID-COOLED IMAGE DISPLAY DEVICE - Google Patents
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Description
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Flussiqkeitsqekuhlte BildwiederqabeeinrichtunqFluid-cooled image display device
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kathodenstrahlröhrengerät. Sie ist insbesondere gerichtet auf ein Gerät, das sich für eine Kathodenstrahlröhre hoher Leuchtdichte eignet, wie sie beispielsweise in Farbbildprojektoren Verwendung finden.The invention relates to a cathode ray tube apparatus. In particular, it is directed to a device that is suitable for a high-luminance cathode ray tube such as those used in color projectors Find use.
Um ein optisches Bild mit hoher Flächenhelligkeit zu erhalten, wird die Energie des auf die Leuchtstoffschicht einer Kathodenstrahlröhre auftreffenden Elektronenstrahls entsprechend vergrößert. Durch diese Vergrösserung der Energie des Elektronenstrahls wird die Wärmemenge entsprechend vergrößert, die durch das Auftreffen des Elektronenstrahls auf den Leuchtstoffschirm entsteht, oder die zusätzliche Wärme, die entsteht, wenn Elektronenstrahlen auf eine die Landeposition des Strahls bestimmende Elektrode auftreffen. Solche Elektroden sind beispielsweise eine Schattenmaske, ein Blendengitter oder dergleichen, die innerhalb des Röhrenkolbens gegenüber der Leuchtstoff schicht angebracht sind und die Landeposition der Elektronenstrahlen auf der Leuchtstoffschicht einschränken.In order to obtain an optical image with high surface brightness, the energy of the on the phosphor layer a cathode ray tube incident electron beam enlarged accordingly. By increasing the energy of the electron beam, the amount of heat is increased correspondingly enlarged, which is caused by the impact of the electron beam on the fluorescent screen, or the extra heat that arises when electron beams hit one of the Strike the beam-determining electrode. Such electrodes are for example a shadow mask, a diaphragm grille or the like, which is located within the tubular piston opposite the fluorescent layer are attached and the landing position of the electron beams on the Restrict the phosphor layer.
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Da die Frontscheibe des Kolbens der Kathodenstrahlröhre, auf der die Leuchtstoffschicht aufgebracht ist, niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt, entsteht, insbesondere bei fortlaufendem Betrieb, in ihrem Zentrum, von wo die Wärm,eabstrahlung schwierig ist, eine beträchtliche Temperaturerhöhung, die eine sogenannte thermische Fluoreszenzunterdrückung (quenching) in dem Phosphor der Leuchtstoffschicht hervorruft. Diese thermische Fluoreszenzunterdrückung ist eine Erscheinung, die die Leuchtdichte des Phosphors bei steigender Temperatur verringert. Da das Ausmaß der thermischen Fluoreszenzunterdrückung für die Leuchtphosphore der einzelnen Farben unterschiedlich ist, ist die Weißbalance gestört.Since the front disk of the bulb of the cathode ray tube, on which the phosphor layer is applied, low Has thermal conductivity, arises, especially with continuous operation, in its center, from where the heat radiation difficult is a considerable increase in temperature, the so-called thermal fluorescence suppression (quenching) in the phosphor causes the phosphor layer. This thermal fluorescence suppression is a phenomenon that decreases the luminance of the phosphor with increasing temperature. There the degree of thermal fluorescence suppression for If the luminous phosphors of the individual colors are different, the white balance is disturbed.
Diese Störung der Weißbalance im Zentrum der Frontscheibe beeinträchtigt die Bildqualität erheblich. Um diesem Übelstand abzuhelfen, könnte man daran denken, die Helligkeit der einzelnen Teilfarbbilder so einzustellen, daß sich im Zentrum der Frontscheibe bei fortlaufendem Betrieb wieder eine korrekte Weißbalance ergibt. In diesem Fall ist jedoch die Weißbalance im Randbereich der Frontscheibe gestört. Außerdem läßt sich die Gesamthelligkeit nicht steigern.This disruption of the white balance in the center of the windshield significantly affects the image quality. To remedy this problem, one could think of the brightness of the individual partial color images so that in the center of the windshield with continuous Operation again results in a correct white balance. In this case, however, the white balance in the edge area is the Front window disrupted. In addition, the overall brightness cannot be increased.
Die vorangehend beschriebene Beeinträchtigung tritt z.B. t The impairment described above occurs, for example, t
auch bei einem Farbprojektor auf, bei dem die von dem j betreffenden monochromatischen Kathodenstrahlröhren er- I zeugten Farbteilbilder gemischt und zur Erzielung eines ,also with a color projector in which the j relevant monochromatic cathode ray tubes I generated partial color images mixed and to achieve a,
farbigen Bildes auf einen Schirm projiziert werden, oder bei denen ein Wehrfarbenbild von einer einzigen Kathodenstrahlröhre erzeugt und dann auf den Schirm proji- ι ziert wird .projected color image onto a screen, or where a military color image is projected from a single cathode ray tube generated and then projected onto the screen is adorned.
Um bei Kathodenstrahlröhren mit hoher Leuchtdichte den Temperaturanstieg bei fortlaufendem Betrieb und die von diesem verursachte thermische Fluoreszenzunterdrückung auf dem Phosphorschirm zu vermeiden, muß die Frontschei-In order to use cathode ray tubes with high luminance Temperature rise during continuous operation and the thermal fluorescence suppression caused by this to avoid on the phosphor screen, the front screen must
be gekühlt werden. Das Kühlen der Frontscheibe kann beispielsweise mit einem Kühlventilator erfolgen. Dabei wird Luft gegen die Oberfläche der Frontscheibe des Röhrenkolbens geblasen. Damit wird der Frontscheibe jedoch auch Staub zugeführt. Dieser Staub haftet auf der Scheibenoberfläche und beeinträchtigt die Bildhelligkeit. Außerdem verursacht der Kühlventilator ein unter Umständen störendes Geräusch.be cooled. The cooling of the windshield can, for example done with a cooling fan. In the process, air is pushed against the surface of the front disk of the tubular piston blown. However, this also supplies dust to the windshield. This dust adheres to the disc surface and affects the image brightness. The cooling fan may also cause a problem annoying noise.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde ein Kathodenstrahlröhrengerät vorgechlagen, bei dem ein transparenten flüssiges Kühlmittel, r"as eine leichte Konvektion ermöglicht, mit der Frontscheibe des Röhrenkolbens in Kontakt gebracht wird, wodurch diese eine wirksame Kühlung erfährt.In order to avoid these disadvantages, a cathode ray tube apparatus has been developed proposed in which a transparent liquid coolant, r "as a slight convection allows it to be brought into contact with the faceplate of the tubular piston, thereby providing effective cooling learns.
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnitte Seitenansicht des erwähnten flüssigkeitsgekühlten Kathodenstrahlröhrenqerätes mit geschlossener Konvektion. Das Gerät umfaßt einen Kathodenstrahlröhrenkolben 1 mit einer Frontscheibe 1a. Vor der Frontscheibe 1a befindet sich eine transparente Scheibe 2, die beispielsweise aus Glas besteht und optisch durchlässig ist. Zwischen den beiden Scheiben 1a und 2 befindet sich ein ringförmiger Metallrahmen 3 mit guter Wärmeleitfähigkeit. Er verläuft längs der Ränder der Scheiben und bestimmt den Abstand zwischen ihnen. Die Randbereiche des Metallrahmens 3, die Außenfläche der Frontscheibe 1a und die Innenfläche der Scheibe 2 sind durch einen vorzugsweise auf Kunstharzbasis hergestellten Klebstoff 4 miteinander verbunden und flüssigkeitsdicht abgedichtet, so daß zwischen den Scheiben 2 und 1a eine Flüssigkeitskammer 5 entsteht. In diese Flüssigkeitskammer 5 ist ein transparentes flüssiqes Kühlmittel 6 gefüllt, das eine leichte Kon-Fig. 1 shows a partially sectioned side view of the liquid-cooled cathode ray tube device mentioned with closed convection. The device comprises a cathode ray tube bulb 1 with a faceplate 1a. In front of the front pane 1a there is a transparent one Disc 2, which consists for example of glass and is optically transparent. Between the two panes 1a and 2 there is an annular metal frame 3 with good thermal conductivity. It runs lengthways the edges of the discs and determines the distance between them. The edge areas of the metal frame 3, the outer surface of the windshield 1a and the inner surface of the Discs 2 are connected to one another by an adhesive 4, preferably made on a synthetic resin basis and sealed in a liquid-tight manner, so that a liquid chamber 5 is formed between the disks 2 and 1a. In this liquid chamber 5 is a transparent one liquid coolant 6 filled, which has a slight con-
y5 vektion ermöglicht. Mit 7 ist eine auf der inneren Oberfläche der Frontscheibe 1a aufgebrachte Leuchtstoffschicht bezeichnet.y5 vection enabled. With 7 there is one on the inner surface denotes the phosphor layer applied to the front panel 1a.
Es ist vorgesehen, daß die Frontscheibe 1a des Röhrenkolbens 1 beim Betrieb im wesentlichen senkrecht steht.It is provided that the front disk 1a of the tubular piston 1 is essentially vertical during operation.
In diesem Fall steht das in die Flüssigkeitskammer 5 eingefüllte flüssige Kühlmittel 6 in engem thermischem Kontakt mit der Frontscheibe 1a des Röhrenkolbens 1. Wenn in der Frontscheibe Ta eine Temperaturerhöhung stattfindet, bewegt sich daher das erwärmte flüssige Kühlmittel 6 nach oben und bewirkt eine Konvektion in der Flüssigkeitskammer 5. Somit wird selbst die z.B. im zentralen Bereich der Frontscheibe 1a auftretende Wärme wirksam in den Randbereich der Frontscheibe abgeleitet. Diese Wärme wird sodann an den Metallrahmen 3 abgegeben, der aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit, z.B. Aluminium, hergestellt ist. Die Wärme v/ird durch den Metallrahmen 3 hindurchgeleitet und vom äußeren Randbereich, der mit der Umgebungsluft in Berührung steht, abgestrahlt.In this case, it is in the liquid chamber 5 Filled liquid coolant 6 in close thermal contact with the front disk 1 a of the tubular piston 1. Therefore, when there is a temperature increase in the front panel Ta, the heated liquid moves Coolant 6 upwards and causes convection in the liquid chamber 5. Thus, even the e.g. Heat occurring in the central area of the windshield 1a is effectively dissipated into the edge area of the windshield. This heat is then given off to the metal frame 3, which is made of a metal with good thermal conductivity, e.g. aluminum. The heat is conducted through the metal frame 3 and from outer edge area, which is in contact with the ambient air, blasted.
Das dargestellte Kathodenstrahlröhrengerät unterdrückt den Temperaturanstieg in der Frontscheibe mit vergleichsweise guter Wirkung.The cathode ray tube device shown suppresses the temperature rise in the front pane with comparatively good effect.
Die neuere Entwicklung geht nun zu Projektoren, deren Kathodenstrahlröhren hohe Leuchtdichte und hohe Auflösung besitzen sollen. Dies erfordert große Leistungen, die wiederum immer wirksamere Wärmeabstrahlung notwendig machen. Mit der Projektorleistung, (deren Größe P durch die Beziehung P=V .Ik gegeben ist, wobei V die Beschleunigung und· Ik der Kathodenstrom ist) steigt die Beschleunigungsspannung. Infolgedessen muß die Dikke der Frontscheibe 1a des Röhrenkolbens 1 verstärkt werden, um ein Anwachsen der Röntgenstrahlung zu vermeiden. Wenn der Projektor jedoch als optisches System ein Kunststoffobjektiv besitzt, kann der Abstand zwischen der Leuchtstoffschicht 7 und dem Objektiv oder die Dicke der Frontscheibe 1a mit Rücksicht auf die Kon-The more recent development is now towards projectors whose cathode ray tubes have high luminance and high resolution should own. This requires great performance, which in turn requires ever more effective heat radiation do. With the projector power, (whose size P is given by the relationship P = V .Ik, where V the acceleration and · Ik is the cathode current) increases the accelerating voltage. As a result, the thickness of the front disk 1 a of the tubular piston 1 must be increased to avoid an increase in the X-ray radiation. However, when using the projector as an optical system owns a plastic lens, the distance between the phosphor layer 7 and the lens or the thickness of the front panel 1a with regard to the con
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struktion des Objektivs nicht allzu stark vergrößert werden. Für diesen Fall wurde daher vorgeschlagen, für die transparente Scheibe 2 ein Glasmaterial mit größerem Bleigehalt zu verwenden, wodurch sich eine Ab-Schirmwirkung gegenüber Röntgenstrahlung ergibt. Glasmaterial mit einem großen Bleigehalt besitzt jedoch eine verringerte Härte und zerkratzt leicht. Falls eine Temperaturerhöhung stattfindet, die zu einer Verformung, z.B. einem Durchbiegen, aufgrund der Wärmeausdehnung in der transparenten Scheibe 2 führt, kann diese leicht zerbrechen. Aus alledem ergibt sich, daß die höhere Leuchtdichte eine wirksamere Kühlung durch Wärmeabstrahlung erfordert.The structure of the lens is not enlarged too much will. For this case, it has therefore been proposed to use a glass material with a larger size for the transparent pane 2 To use lead content, which results in a shielding effect against X-rays. Glass material however, with a large lead content, has decreased hardness and is easily scratched. If a Temperature increase takes place, which leads to a deformation, e.g. bending, due to the thermal expansion in the transparent pane 2 leads, it can easily break. From all this it follows that the higher Luminance requires more effective cooling through heat radiation.
Zu diesem Zweck kann bei dem in Fig. 1 dargestellten Kathodenstrahlröhrengerät eine Kühlrippe zur Wärmeabstrahlung vorgesehen sein, durch welche die Oberfläche, über welche der Metallrahmen 3 mit der Luft in Berührung steht, vergrößert wird. Jedoch hat sich gezeigt, daß die Wärmeabstrahlung in diesem Fall nicht so effektiv ist. Als Ergebnis verschiedener Experimente und Untersuchungen wurde herausgefunden, daß der Grund hierfür darin liegt, daß die Wärme des flüssigen Kühlmittels 6 nicht wirksam an den Metallrahmen 3 abgegeben wird. Da der Metallrahmen 3 in der Praxis durch den Klebstoff 4 mit denjenigen Flächenbereichen, die zwischen den beiden Scheiben 2 und 1a liegen, mit letzteren verbunden.ist, ist die Fläche, mit der er das flüssige Kühlmittel 6 kontaktiert, vergleichsweise klein.For this purpose, in the cathode ray tube device shown in FIG. 1, a cooling fin for radiating heat be provided through which the surface over which the metal frame 3 is in contact with the air stands, is enlarged. However, it has been found that the heat radiation is not as effective in this case is. As a result of various experiments and investigations, it was found that the reason for this is that the heat of the liquid coolant 6 is not effectively transferred to the metal frame 3 will. Since the metal frame 3 in practice by the adhesive 4 with those surface areas that between the two disks 2 and 1a, connected to the latter, is the surface with which it is the liquid Coolant 6 contacted, comparatively small.
Infolgedessen wird die Wärme des flüssigen Kühlmittels 6 nicht wirksam zu dem Metallrahmen 3 abgeleitet.As a result, the heat of the liquid coolant 6 is not effectively dissipated to the metal frame 3.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flüssigkeitsgekühltes Bildwiedergabegerät der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Art so weiter zu bilden, daß die vorangehend beschriebenen Nachteile, die den herkömmlichen Einrichtungen mit KühlungThe invention is based on the object of a liquid-cooled Image display device of the type described in the preamble of claim 1 so on to form that the disadvantages described above, which the conventional devices with cooling
durch geschlossene Konvektion anhaften, vermieden sind, so daß sich ein Gerät hoher Leuchtdichte realisieren / läßt, das frei ist von den einqangs genannten thermischen Fluoreszenzunterdrückungserscheinungen; somit soll die Erfindung den Weg eröffnen zu einem Bildwiedergabegerät, dessen Kathodenstrahlröhre mit hoher Leistung betrieben werden kann und eine hohe Auflösung besitzt; dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, die Wärmeabstrahlung und den Vorgang der Flüssigkeitskühlung wirksamer zu gestalten. are prevented from adhering through closed convection, so that a device with high luminance can be realized / leaves that is free of the thermal mentioned at the beginning Fluorescence suppression phenomena; thus the invention is intended to open the way to an image display device, whose cathode ray tube can be operated at high power and has a high resolution; accordingly it is an object of the invention to reduce heat radiation and make the liquid cooling process more efficient.
Diese Aufgabe wird durch eine flüssigkeitsgekühlte BiIdwiedergabeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This task is achieved by a liquid-cooled picture reproduction device solved with the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des als Radiator wirkenden Metallrahmens ermöglicht eine wirksamere Wärmeübertragung von dem flüssigen Kühlmittel zu eben diesem Metallrahmen. Die Bildwiederqabeeinrichtung gemäß der Erfindung eignet sich infolgedessen in besonderer Weise für Kathodenstrahlröhren mit sehr hoher Leistung und entspre- ; chend hoher Leuchtdichte, wie sie für Farbbildprojektoren ! erforderlich sind.The inventive design of the acting as a radiator Metal frame enables more efficient heat transfer from the liquid coolant to the same Metal frame. The image rendering device according to the invention is therefore particularly suitable for Cathode ray tubes with very high power and corre-; correspondingly high luminance, as it is for color image projectors! required are.
Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings:
Fig. 1, die weiter oben bereits beschrieben wurde, zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer dem Stand der Technik angehörenden Kathodenstrahlröhrenanordnung mit geschlossener Konvektion, Fig. 1, which has already been described above, shows a partially sectioned side view of a state-of-the-art closed-convection cathode ray tube assembly,
Fig. 2 zeigt eine Schnittzeichnung einer Kathodenstrahlröhrenanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 3 zeigt eine Frontansicht des Metallrahmens der Anordnung gemäß Fig. 2,Figure 2 shows a cross-sectional view of a cathode ray tube assembly according to the invention, Fig. 3 shows a front view of the metal frame of the Arrangement according to FIG. 2,
Fig. 4 zeigt eine entsprechende Seitenansicht,Fig. 4 shows a corresponding side view,
Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig.3/
Fig. 6 zeigt ein Schaubild der auf der Oberfläche des
Röhrenkolbens herrschenden Temperatur in Abhängigkeit vom Strahlstrom.Fig. 5 shows a section along the line AA of Fig.3 / Fig. 6 shows a diagram of the on the surface of the
The temperature of the tube piston is dependent on the jet flow.
Die in Fig. 2 dargestellte Kathodenstrahlröhrenanordnung
mit Kühlung durch geschlossene Konvektion besitzt einen
Metallrahmen 10, der um die der wirksamen Bildfläche entsprechende
äußere Oberfläche der Frontscheibe 1a des Röhrenkolbens 1 verläuft. Auf der Innenseite der Frontscheibe
1a befindet sich die im folgenden auch als Phosphorschirm bezeichnete Leuchtstoffschicht 7. Im Abstand vor
der Frontscheibe 1a befindet sich eine transparente Schei be 11, die z.B. aus Glas oder dergleichen besteht und die
durch den Metallrahmen 10 in einem vorbestimmten Abstand
gehalten wird. Zwischen den beiden Scheiben 11 und 1a ist ein flüssigkeitsdichter Zwischenraum 12 gebildet. Der Metallrahmen
10 besitzt eine weiter unten erläuterte spezielle Konstruktion. Er ist flüssigkeitsdicht mit derThe cathode ray tube assembly shown in FIG
with cooling by closed convection has a
Metal frame 10, which extends around the outer surface of the front disk 1a of the tubular piston 1 corresponding to the effective image area. The phosphor layer 7, also referred to below as the phosphor screen, is located on the inside of the front panel 1a at a distance
the windshield 1a is a transparent Schei be 11, which consists for example of glass or the like and through the metal frame 10 at a predetermined distance
is held. A liquid-tight space 12 is formed between the two panes 11 and 1a. The metal frame 10 has a special construction explained below. It is liquid-tight with the
transparenten Scheibe 11 und der Frontscheibe 1a durchtransparent pane 11 and the front pane 1a through
einen Kunstharzklebstoff 13, z.B. Silikonharz, verbunden, so daß er seinerseits die transparente Scheibe 12 mit der Frontscheibe 1a mechanisch fest verbindet.a synthetic resin adhesive 13, e.g. Front window 1a mechanically firmly connects.
Ein flüssiges Kühlmittel 13', z.B. eine wässrige Ä'thylenglykollösung wird in den flüssigkeitsdichten Zwischenraum 12 zwischen der transparenten Scheibe 11 und der Frontscheibe 1a eingefüllt.A liquid coolant 13 ', for example an aqueous ethylene glycol solution is in the liquid-tight space 12 between the transparent pane 11 and the front pane 1a filled.
Der in Fig. 3, 4 und 5 näher dargestellte Metallrahmen 10
besteht aus einem Material mit sehr guter Wärmeleitfähigkeit,
z.B. aus Spritzgußaluminium. Er liegt zwischen den
Randbereichen der transparenten Scheibe 11 und der Frontscheibe
1a des Röhrenkolbens 1 und bildet einen Abstandshalter, so daß er zusammen mit den Klebstoffschichten 13
den Abstand zwischen den Scheiben 1a und 11 bestimmt.
Der Metallrahmen 10 besitzt einen die Bildfläche
bestimmendenThe metal frame 10 shown in more detail in FIGS. 3, 4 and 5 consists of a material with very good thermal conductivity, for example injection-molded aluminum. It lies between the
Edge areas of the transparent disk 11 and the front disk 1 a of the tubular piston 1 and forms a spacer so that it, together with the adhesive layers 13
the distance between the disks 1a and 11 is determined.
The metal frame 10 has a picture surface
determining
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rahmenförmigen Teil 10a, dessen Außenlinie der Außenlinie der Frontscheibe 1a des Röhrenkolbens 1 entspricht, einen ringförmigen umlaufenden Wandungsteil 10b, der (gekrümmt) längs der (äußeren) Umfangslinie der (vorderen) Umrandungsfläche 1a des Röhrenkolbens verläuft; außerdem besitzt der Rahmen 10 Flanschteile 10c, die sich z.B. von den einander gegenüberliegenden Seiten des Bereiches 10b nach außen erstrecken und zwar in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Röhrenachse verläuft. In diesen Flanschteilen 10c sind Schraubenbohrungen 14 angebracht, über die der Röhrenkolben 1 an seinem Gehäuse befestigbar ist. Außerdem befinden sich an dem Flanschteil 10c eine Mehrzahl von der Wärmeabstrahlung dienenden Kühlrippen 1Od, die senkrecht zum Flanschteil 10c und parallel zueinander angeordnet sind. An dem zwischen der Scheibe 11 und der Frontscheibe 1a liegenden und deren gegenseitigen Abstand bestimmenden Rahmenteil 10a, und zwar an der Innenseite dieses Rahmenteiles, der durch die Schicht 13' aus Kunstharzklebststoff mit den Scheiben 11 und 1a verbunden ist, ist ein plattenförmiger hervorstehender Ansatz 1Oe vorgesehen, dessen Dicke kleiner ist als z.B. diejenige des Rahmenteiles 10a. Dieser Ansatz 1Oe ragt vom Rahmenteil 10a im wesentlichen über dessen gesamte innere Umfangslinie nach innen. Der Ansatz 1Oe ist so angeordnet, daß er von dem Kunstharzklebstoff 13 nicht bedeckt ist. Ausserdem haben diejenigen Oberflächenbereiche des Ansatzes 1Oe, die den Scheiben 11 und 1a gegenüberstehen aufgrund der Dicke der Klebstoffschicht 13 und/oder des Ansatzes 1Oe selbst einen Abstand zu den jeweiligen Scheibenflachen. Der hervorstehende Ansatz 1Oe taucht nahezu gänzlich in das flüssige Kühlmittel 13' ein. Deshalb steht nahezu seine gesamte Oberfläche in direktem Kontakt mit dem flüssigen Kühlmittel 13'. Der Ansatz 1Oe ist - wie erwähnt - so geformt, daß er sich im wesentlichen über die gesamte innere Umfangslinie des Rahmenteiles 10a erstreckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Ansatz 1Oe Ausschnitte 1Of, in deren Bereich Löcherframe-shaped part 10a, the outline of which is the outline corresponds to the front disk 1a of the tubular piston 1, an annular circumferential wall part 10b, which (curved) along the (outer) circumference of the (front) Boundary surface 1a of the tube piston extends; in addition, the frame 10 has flange parts 10c extending from e.g. the opposite sides of the region 10b extend outward in a direction which is in the runs substantially perpendicular to the tube axis. Screw holes 14 are made in these flange parts 10c, via which the tubular piston 1 can be fastened to its housing is. In addition, a plurality of cooling fins 1Od serving for heat radiation are located on the flange part 10c, which are arranged perpendicular to the flange part 10c and parallel to one another. On the one between the disc 11 and the Front pane 1a lying and their mutual spacing determining frame part 10a, on the inside this frame part, through the layer 13 'of synthetic resin adhesive is connected to the discs 11 and 1a, a plate-shaped protruding lug 10e is provided, the thickness of which is smaller than, for example, that of the frame part 10a. This approach 1Oe protrudes from the frame part 10a essentially over its entire inner circumference inside. The approach 10e is arranged so that it is not covered by the synthetic resin adhesive 13. Besides that have those surface areas of the approach 1Oe that face the disks 11 and 1a due to the thickness of the adhesive layer 13 and / or the approach 1Oe itself a distance to the respective disk surfaces. The protruding approach 1Oe appears almost entirely into the liquid coolant 13 '. Therefore, almost its entire surface is in direct contact with the liquid coolant 13 '. The approach 1Oe is - as mentioned - shaped so that it is essentially over the entire inner circumference of the frame part 10a extends. In the illustrated embodiment, the approach 1Oe has cutouts 10f, in their area holes
":..= :..—J·..: 332U8 /O ": .. =: ..— J · ..: 332U8 / O
15 zum Einbringen des flüssigen Kühlmittels 13' in den flussigkeitsdichten Zwischenraum 12 vorgesehen sind. Ausser im Bereich dieser Ausschnitte 1Of ragt der Ansatz 1Oe längs der gesamten inneren Umfangslinie des Rahmenteiles 10a in den Raum 12.15 are provided for introducing the liquid coolant 13 ′ into the liquid-tight intermediate space 12. Except in the area of these cutouts 1Of the approach 1Oe protrudes along the entire inner circumference of the frame part 10a in room 12.
Der Ansatz 1Oe des Metallrahmens 10 befindet sich außerhalb der in Fig. 3 mit a bezeichneten Begrenzungslinie der wirksamen Bildfläche. Um zu verhindern, daß trotzdem das Licht der Leuchtstoffschicht 7 von dem Ansatz 1Oe des Metallrahmens 10 reflektiert wird und das Bild stört, ist wenigstens die Oberfläche dieses Ansatzes geschwärzt. In der Praxis ist es wünschenswert, daß auch zumindest annähernd die gesamte übrige Oberfläche des Metallrahmens 10 geschwärzt ist, um eine effektivere Wärmeabstrahlung und Wärmeabsorbierung aus dem flüssigen Kühlmittel 13' zu erreichen. Wenn der Metallrahmen 10 aus Aluminium besteht, kann diese Schwärzung durch eine Alumitbehandlung und darüberhinaus, falls notwendig, die Verwendung von Farbstoff erfolgen. Wenn in diesem Fall die Oberfläche des Metallrahmens 10 durch die Schwärzungsbehandlung elektrisch isolierend wirkt, wird in einem Bereich, in welchem eine optische Störung des Bildes nicht zu befürchten ist, die Schwärzungsoberfläche entfernt, damit eine elektrische Verbindung zwischen dem flüssiqen Kühlmittel 13' und dem Metallrahmen 10 hergestellt ist. Da das transparente Kühlmittel 13', z.B. Glykol oder dergleichen, eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzt, können die Scheiben 11 und 1a infolge der genannten elektrischen Verbindung zwischen dem Kühlmittel 13' und dem Metallrahmen 10 über diese mit einem Bezugspotential verbunden, z.B. geerdet, werden, um ihre statische Aufladung zu verhindern. Als Kunstharzklebstoff 13 kann schwarzes Silikonharz verwendet wordun, das z.B. schwarze Pigmente enthält. Da das Silikonharz zusammen mit dem Rahmenteil 10a des Metallrahmens 10 den Abstand zwischen den Scheiben 11 und 1a bestimmt, können in den Kunstharzklebstoff 13 gehärtete kör-The approach 1Oe of the metal frame 10 is located outside the boundary line, denoted by a in FIG. 3, of the effective image area. To prevent that anyway the light of the phosphor layer 7 from the approach 1Oe of the metal frame 10 is reflected and disturbs the image, at least the surface of this approach is blackened. In practice it is desirable that at least approximately all of the remaining surface of the metal frame 10 is blackened to allow more effective heat radiation and heat absorption from the liquid coolant 13 ' to reach. If the metal frame 10 is made of aluminum, this blackening can be achieved by an alumite treatment and, moreover, the use of dye if necessary. If in this case the surface of the metal frame 10 acts electrically insulating by the blackening treatment, is in a region in which an optical disturbance of the image is not to be feared, the blackening surface is removed, thus an electrical one Connection between the liquid coolant 13 'and the metal frame 10 is established. Because the transparent coolant 13 ', for example glycol or the like, has a certain electrical conductivity, the disks can 11 and 1a as a result of the aforementioned electrical connection between the coolant 13 'and the metal frame 10 these are connected to a reference potential, e.g. earthed, in order to prevent their static charging. as Synthetic resin adhesive 13 can use black silicone resin wordun, which contains e.g. black pigments. Since the silicone resin together with the frame part 10a of the metal frame 10 determines the distance between the panes 11 and 1a, hardened corporeal can be hardened into the synthetic resin adhesive
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nige oder ringförmige elastische Kunstharzpartikel mit vorbestimmter Dicke gemischt werden.nige or ring-shaped elastic synthetic resin particles with predetermined thickness are mixed.
Bei dem entsprechend der vorangehenden Beschreibung hergestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde festgestellt, daß die Wärmeabstrahlung in einem solchem Maße verbessert wird, daß die Leistung der Kathodenstrahlröhre im Vergleich zu Anordnungen mit der bekannten Flüssigkeitskühlung in geschlossener Konvektion und unter Beibehaltung der Zuverlässigkeit um 30% gesteigert werden kann. Bei einer Beschleunigungsspannung V von 27 kV an dem Phosphorschirm 7 ergibt sich die in Fig. 6 als Kurve 16 dargestellte Abhängigkeit der Oberflächentemperatur der Kathodenstrahlröhre von dem Kathodenstrom I. . Zum Vergleich wurde als Kurve 17 die Temperaturerhöhung in Abhängigkeit von dem Kathodenstrom dargestellt, die sich ' bei der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Anordnung bzw. in dem Falle ergibt, in welchem der Metallrahmen 10 nicht den in die Kühlflüssigkeit eintauchenden Ansatz 1Oe; besitzt. Bei gleichem Kathodenstrom oder gleicher Leistung ist also die Temperaturerhöhung bei der Anordnung gemäß der Erfindung geringer als bei der dem Stand der Technik angehörenden Anordnung. Infolgedessen kann die Leistung der Kathodenstrahlröhre vergrößert werden, wenn gleiche Temperatur wie bei der dem Stand der Technik angehörenden Anordnung zulässig ist.In the case of the manufactured according to the preceding description Embodiment of the invention was found that the heat radiation to such a degree That improves the performance of the cathode ray tube in comparison to arrangements with the known liquid cooling in closed convection and with retention the reliability can be increased by 30%. At an acceleration voltage V of 27 kV the phosphor screen 7 results in the dependence of the surface temperature shown in FIG. 6 as curve 16 of the cathode ray tube from the cathode current I.. To the Comparison was shown as curve 17, the temperature increase as a function of the cathode current, which ' in the arrangement described in connection with FIG. 1 or in the case in which the metal frame 10 not the approach 1Oe immersed in the cooling liquid; owns. With the same cathode current or the same power, the temperature increase in the arrangement according to the invention less than in the arrangement belonging to the prior art. As a result, the Cathode ray tube power can be increased when the same temperature as in the state-of-the-art arrangement is permissible.
Die nachstehende Tabelle zeigt Meßwerte der Durchschnittstemperaturen des flüssigen Kühlmittels, wenn die Tempera- tür an der Oberfläche der Kathodenstrahlröhre den Gleichgewichtszustand erreicht hat. Es wurden Messungen durchgeführt an drei Kathodenstrahlröhrenanordnungen gemäß Fig. T (Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3) sowie an Anordnungen gemäß der Erfindung (Beispiele 1, 2, 3 und 4). Die Beschleunigungsspannung V betrug jeweils 26 kV und der Kathodenstrom I, hatte eine Größe von 430 uA. In der Tabelle κThe table below shows measured values of the average temperatures of the liquid coolant when the temperature door has reached equilibrium on the surface of the cathode ray tube. Measurements were taken on three cathode ray tube arrangements according to FIG. T (comparative examples 1, 2 and 3) and on arrangements according to the invention (Examples 1, 2, 3 and 4). The acceleration voltage V was in each case 26 kV and the cathode current I, was 430 uA. In the table κ
sind für jedes Beispiel die mit der Luft in Kontakt ste-are for each example that are in contact with the air
vil-vil-
hende Wärraeabstrahlflache und die mit dem flüssigen Kühlmittel in Kontakt stehende Wärmeabsorptionsfläche durch Relativwerte gekennzeichnet, wobei die betreffenden Flächen des Vergleichsbeispieles 1 als Einheit genommen sind. Bei den Beispielen 1 bis 4 beträgt die Dicke des Rahmenteiles 10a des Metallrahmens 10 jeweils 3,8 mm und die Dicke des in das Kühlmittel ragenden Ansatzes 1Oe 1 mm. Bei den Beispielen 1 und 2 betrug die Höhe des Ansatzes 1Oe jeweils 3 mm, bei den Beispielen 3 und 4 hingegen 5 mm.existing heat radiation surface and the one with the liquid coolant heat-absorbing surface in contact characterized by relative values, the surfaces in question of Comparative Example 1 are taken as a unit. In Examples 1 to 4, the thickness of the frame part is 10a of the metal frame 10 each 3.8 mm and the thickness of the projection 10e protruding into the coolant 1 mm. In Examples 1 and 2, the height of the approach 10e was 3 mm in each case, whereas in Examples 3 and 4 it was 5 mm.
flächeRadiation
area
fxächeAbsorption
fx area
temp. /° CAverage
temp. / ° C
beispiel 1Comparison
example 1
beispiel 2Comparison
example 2
beispiel 3Comparison
example 3
beispiel 1Execution
example 1
beispiel 2Execution
example 2
beispiel 3Execution
example 3
beispiel 4Execution
example 4
Die Tabellenwerte lassen klar erkennen, daß die ^ärmeabstrahlung bei der Anordnung gemäß der Erfindung mit der Vergrößerung der Wärmeabstrahlfläche wesentlich verstärkt und die Temperaturerhöhung des flüssigen Kühlmittels verringert wird.The table values clearly show that the heat radiation significantly increased in the arrangement according to the invention with the enlargement of the heat radiation surface and the temperature rise of the liquid coolant is reduced.
Aufgrund der Tatsache, daß der zwischen der transparenten Scheibe 11 und der Frontscheibe 1a des Röhrenkolbens liegende Metallrahmen 10 den mit der Kühlflüssigkeit in Kontakt stehenden rippenförmigen Ansatz 1Oe aufweist,Due to the fact that the between the transparent Disc 11 and the front disc 1a of the tubular piston lying metal frame 10 with the cooling liquid in Having contact standing rib-shaped approach 1Oe,
332Η89332-89
wird die Wirkung der Wärmeabstrahlung spürbar verbessert, so daß die Leistung der Kathodenstrahlröhre entsprechend erhöht und damit ihre Leuchtdichte vergröi3ert werden kann. So kann, insbesondere bei Farbbildprojektoren, das Auftreten der eingangs beschriebenen thermischen Fluoreszenzunterdrückung vermieden werden, da der Temperaturanstieg vergleichsweise niedrig gehalten ist. Dadurch wiederum läßt sich eine Farbreproduktion erzielen, deren Weißbalance nicht gestört ist, und dementsprechend hohe Farbreinheit bei größerer Leuchtdichte aufweist. Die sich daraus für den praktischen Gebrauch ergebenden Vorteile sind beträchtlich.the effect of the heat radiation is noticeably improved, so that the performance of the cathode ray tube accordingly and thus their luminance can be increased. So, especially with color projectors, the occurrence of the thermal fluorescence suppression described above can be avoided, since the Temperature rise is kept comparatively low. This in turn enables color reproduction to be achieved, whose white balance is not disturbed, and accordingly high color purity with greater luminance having. The advantages resulting therefrom for practical use are considerable.
Da der Metallrahmen, insbesondere auch der in das flüs sige Kühlmedium 13' eintauchende Ansatz 1Oe, in dem von der Beobachtungsseite her sichtbaren Bereich geschwärzt ist, wird der Kontrast des reproduzierten Bildes verbes sert. Ferner wird eine Beeinträchtigung der Bildqualität durch unerwünschte Reflexionen wirksam verhindert. 20Since the metal frame, especially the one in the river sige cooling medium 13 'immersed approach 1Oe, blackened in the area visible from the observation side the contrast of the reproduced image is improved. Furthermore, there is a deterioration in image quality effectively prevented by unwanted reflections. 20th
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